Космічний телескоп JWST виявив галактику-двійника Чумацького Шляху

Астрономи виявили найвіддаленіший приклад галактики у Всесвіті, яка виглядає як наша рідна галактика Чумацький Шлях. Коли Всесвіту було лише два мільярди років, новознайдена спіральна галактика Ceers-2112, схоже, мала смугу зірок і газу, що розрізала її серце, як коса лінія на знаку заборонено палити. Чумацький Шлях, також спіральна галактика, має подібну смугу. Вчені підозрюють, що смуга Чумацького Шляху обертається циліндрично, як це робить тримач туалетного паперу, коли ви розгортаєте туалетний папір, спрямовуючи газ у центр галактики та викликаючи спалахи зореутворення.

Раніше астрономи вважали, що ця галактична структура знаменує кінець років формування галактики, тому очікувалося, що її можна буде побачити лише в старих галактиках, які, можливо, досягли повної зрілості — можливо, тих, що існували на півдорозі еволюції Всесвіту. Дійсно, попередні спостереження космічного телескопа Хаббла за морфологією галактик показали, що в ранньому Всесвіті було дуже мало галактик зі смужками.

Однак нові висновки, отримані з даних космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST), роблять висновок, що не обов’язково правда, що спіралі з перемичками так довго блукали у Всесвіті. Відкриття спіральної галактики ceers-2112 показує, що галактики, схожі на нашу, вже існували 11,7 мільярда років тому, «коли Всесвіт мав лише 15 відсотків свого життя», Лука Костантін, астрофізик з Центру астробіології в Мадриді та провідний автор нового дослідження, повідомив Space.com.

JWST може зібрати в шість разів більше світла, ніж Хаббл, дозволяючи побачити більш детальні характеристики далеких галактик. Ceers-2112 спостерігається при червоному зміщенні 3, коли Всесвіту було 2100 мільйонів років. По суті, це означає, що світлу від галактики знадобилося 11,7 мільярда років, щоб досягти JWST, сказав Костантін. Це дивовижна знахідка, оскільки галактичні смуги можна побачити приблизно у двох третинах усіх спіральних галактик, але вважається, що смуги з’явилися приблизно через 4 мільярди років після народження Всесвіту.

Вивчення детальної морфології далеких галактик «важливо для розуміння їхньої історії, що відкриває двері до нових сценаріїв формування та еволюції галактик», співавтор дослідження Крістіна Кабелло, дослідник Інституту фізичних частинок і космосу в Мадриді. , йдеться в повідомленні.

Наявність смуги в ceers-2112, наприклад, ставить під сумнів поточні теоретичні моделі, які передбачають фізичні умови раннього Всесвіту, ймовірно, запобігли утворенню галактик із смужками в цілому, сказав Костантін.

«Теоретичні прогнози з космологічного моделювання дійсно важко відтворити такі системи в ті епохи», — сказав він Space.com. «Тепер нам потрібно зрозуміти, якого ключового фізичного інгредієнта не вистачає в наших моделях — якщо чогось не вистачає».

Крім того, такі дослідження також формують наше розуміння ролі темної матерії в ранньому Всесвіті. 

Астрономи вважають, що 85 відсотків усієї матерії у Всесвіті становить темна матерія, таємнича речовина, яку не вловлюють телескопічні спостереження, оскільки вона взагалі не взаємодіє зі світлом. Вважається, що темна матерія радикально вплинула на еволюцію галактик і формування зірок ще через 380 000 років після Великого вибуху. Однак результати нового дослідження показують, що в еволюції галактики, принаймні у випадку Церс-2112, домінувала звичайна матерія, а не темна матерія, коли Всесвіту було близько двох мільярдів років. Згідно з дослідженням, морфологія галактики показує, що частка темної матерії в галактичній смузі Ceers-2112 дуже низька, і замість цього переважає звичайна матерія.

«Це відкриття підтверджує, що в еволюції цієї галактики домінували баріони — звичайна матерія, з якої ми складаємося, — а не темна матерія, незважаючи на її надмірну кількість, коли Всесвіт мав лише 15 відсотків свого фактичного віку», — йдеться в дослідженні. співавтор Jairo Abreu, який є дослідником в Університеті Ла-Лагуна.

«JWST лише за один рік спостережень революціонізує наше розуміння раннього Всесвіту», — сказав Костантін. «У наступні 5-10 років я особисто планую продовжувати використовувати його надзвичайні можливості, досліджуючи детальну структуру перших галактик, зібраних у Всесвіті».